JPH058513Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は岩石等の試料を三軸方向から圧縮等の
試験をする三軸試験装置に関する。

Ｂ 従来の技術 たとえば三軸圧縮試験装置は、第４図の縦断面
図に示すとおりで、試験機本体７１は、試験機基
台７２に立設したラム装置７３と、支柱７４に螺
合するクロスヘツド７５とを有し、ラム装置７３
のピストン上部に試験機テーブル７６が設置され
ている。クロスヘツド７５には球座式圧盤７７が
取付けられるとともに、その球座式圧盤７７と対
向してテーブル７６上にも同一な球座式圧盤７８
が設けられ、この一対の球座式圧盤７７，７８間
で試料、例えば岩石TPにＺ方向負荷が与えられ
る。また、各一対の油圧シリンダ８２，８３，８
４，８５でそれぞれ構成される負荷機構７９と８
０は、ｂ図Ａ−Ａ面を示すａ図から明らかなよう
に、前記Ｚ方向と垂直な平面内でたがいに直角を
なす二軸（Ｘ方向、Ｙ方向）で試料を負荷するも
のであつてフレーム８１にて一体的に保持され、
このフレーム８１を介してテーブル７６上に設置
されている。そして各油圧シリンダ８２〜８５の
作動によつて各球座式圧盤８６間に挟持された岩
石TPがＸおよびＹ方向にも負荷される。このよ
うにして試料には上下方向の圧縮荷重と、この上
下方向と直交する水平面内で互いに直交する方向
の圧縮荷重の合計三軸荷重が負荷されるようにな
つている。また、ＸおよびＹ方向負荷機構のＺ方
向への移動量を考慮して、ＸおよびＹ方向負荷機
構をＺ方向に追動できるようクロスヘツド７５の
下面に引つ張りばねにて吊下する形のものもあ
る。

Ｃ 考案が解決しようとする問題点 しかしながら、この吊持式の三軸圧縮試験装置
は、試験機本体への試料装着具の着脱、および破
砕した岩石等の試料の取り除き作業が煩雑であ
る。すなわち、第４図の場合は試料設置治具の着
脱が不便で、特に岩石の場合試験後破砕された岩
石の小片を取り除く作業はきわめて困難である。
ばねによる吊架方式では、試験後の試料の取り除
き作業はクロスヘツドにてフレームを上昇させる
ことにより容易となるが、試料設置時負荷軸芯合
わせを行なう操作は複雑であり、落下の危険も伴
う。また引つ張りばねがむき出しのため安全性に
問題がある。

本考案の目的は、上記問題点を解消した三軸試
験装置を提供することにある。

Ｄ 問題点を解決するための手段 このような目的を達成するため、本考案は、
Ｘ，Ｙ両負荷機構を保持するフレームをテーブル
上にて負荷機構（Ｚ方向）の負荷軸芯に対して退
避させる移送機構を設ける。

Ｅ 作用 移送機構によつてＸおよびＹ方向負荷機構の中
心位置はＺ方向負荷機構の軸芯から水平方向に退
避させることができる。

Ｆ 実施例 第１図〜第３図は本考案を実施した三軸圧縮試
験装置の構成を示す。第１図において、試験機本
体１は基台１１を有し、基台１１に４本の支柱１
２が立設されるとともに中央部にはラム装置１３
のシリンダ１３１が固着されている。ラム装置１
３のラムは試験機本体１のテーブルを構成し、そ
のテーブル１３２は図示していない油圧式作動機
構によつて上下動可能である。４本の支柱１２に
は周知のクロスヘツド１５が螺合され、クロスヘ
ツド１５には球座式圧盤１６が設けられるととも
にこれに対向してテーブル１３２上に球座式圧盤
１７が設けられている。しかして、一対の球座式
圧盤１６，１７間に試料、例えば岩石TPを挟ん
でラム装置１３を駆動すれば、テーブル１３２と
クロスヘツド１５との間で岩石TPに両者間方向
のＺ方向で圧縮荷重を負荷できる。

２はＸ方向負荷機構、３はＹ方向負荷機構で上
述したＺ方向とは直交する水平面内で互いに直交
するＸ方向およびＹ方向（第２図参照）で岩石
TPに圧縮荷重を負荷する。Ｘ方向負荷機構２は
一対の油圧シリンダ２１，２２と、各油圧シリン
ダのピストン（スプール）２１０，２２０に取付
けられた球座式圧盤２３，２４とを有し、同じ
く、Ｙ方向負荷記載３は、一対の油圧シリンダ３
１，３２と、各油圧シリンダのピストン３１０，
３２０に取付けられた球座式圧盤３３，３４を有
する。そして、各油圧シリンダ２１，２２，３
１，３２のポートは互いに連通されてポンプ６２
に接続され、各出力は均等にされる。

ＸおよびＹ方向負荷機構２，３はフレーム４に
一体的に保持されており、フレーム４は四隅の支
承装置５によつてテーブル１３２上に支承されて
いる。

ところでこの支承装置５は、フレーム４をＺ方
向と垂直な方向に進退させる移送機構を有してい
てこの点にこの考案の特徴がある。以下この構成
を説明する。この支承装置５は第３図に示すよう
に、フレーム４の貫通孔４１に内設されている。
回転可能に設けられた車輪５２を有する取付部材
５１は、その頭部５１ａが貫通孔４１に嵌合され
ている。貫通孔４１の上部にはねじ４１ａが刻設
され、ばね押え盤５３が螺合され、このばね押え
盤５３と取付部材との間に支持ばね５４が介装さ
れている。すなわち弾性手段である支持ばね５４
を介してフレーム４をテーブル上に支持してい
る。ここで、車輪取付部材５１は貫通孔４１内を
摺動できるので、支持ばね５４の弾性力は、フレ
ーム４とＸおよびＹ方向負荷機構２，３の自重分
で釣合う状態に設定されることになる。

他方、第１図−面を示す第２図に示すよう
に、テーブル１３２と同一平面で延長テーブル１
４が延設され、その延長テーブル１４にはレール
１４１が敷設されていぅ。したがつてフレーム４
は、この延長テーブル１４上の位置まで車輪５２
をレール１４１に案内して容易に移送できるよう
になつているのである。なお、５５は上蓋、５６
は車輪取付部材５１の軸受けとしても機能する下
蓋である。

ＸおよびＹ方向負荷機構２，３は第１図に示す
油圧装置６により駆動されるが、その油圧装置６
は、モータ６１に駆動されるポンプ６２、手動切
換弁６３、圧力調整弁６４および、圧力計６５等
を有する。

つぎに作動を説明する。

まず、ＸおよびＹ方向負荷機構２，３が取付け
られたフレーム４は延長テーブル１４に位置して
テーブル１３２上が清掃されさらに球座式圧盤１
７が設置される。つぎにこのフレーム４は手押し
操作などによつてテーブ１４２上を移動させられ
テーブル１３２上に移送される。その後テーブル
１３２上の球座式圧盤１７に立方体の岩石TPを
載置する。次いで、支承装置５のばね押え盤５３
の螺合位置を調整して、支持ばね５４の弾性力を
変えＸおよびＹ方向負荷機構２，３の軸芯と岩石
TPの中心点を合致させる。以上の準備後、油圧
装置６の手動切換弁６３を操作して各油圧シリン
ダ２１，２２，３１，３２に圧油を供給してＸお
よびＹ方向負荷機構２，３を作動させ球座式圧盤
２３，２４，３３，３４により岩石TPを押圧さ
せる。他方ラム装置１３も作動させてテーブル１
３２を上昇させて岩石TPを両球座式圧盤１６，
１７間で押圧させる。

この三軸試験によつて岩石TPが垂直方向に△
Ｚだけ圧縮される。このとき、テーブル１３２は
△Ｚだけ上昇するが、この岩石TPの変形に対し
てフレーム４が追動しＸおよびＹ方向負荷機構
２，３が追従する。すなわち、岩石TPに変形に
追従して支持ばね５４が1/2△Ｚだけ撓み、Ｘお
よびＹ方向負荷機構２，３による岩石TPへの荷
重の作用線は、変形後の岩石TPの中心点と常に
合致する。

本実施例では、その弾性力を自由に調節できる
圧縮コイルばね５４でＸおよびＹ方向負荷機構
２，３を支持しているので、引つ張りばねで吊り
下げる場合に比べて、負荷機構２，３の荷重作用
線の岩石TPの中心点への追動が容易にできる。
更に本実施例では、ばね５４がフレーム４の貫通
孔４１内に装着されており露出形に比べて安全性
も高い。

なお、フレームを垂直負荷（Ｚ方向負荷）に対
して進退させる方式としては、上記実施例のよう
なレールなどによる直線的移送だけでなく、支軸
を中心に揺動させて進退移送する方式とすること
もでき、図示移送方式には限定されない。また、
図示例の場合、弾性手段を圧縮コイル式の支持ば
ね５４としたが、空圧ばねあるいは液圧ばねを用
いてもよい。この場合、貫通孔４１のばね収容室
４１０を空圧室あるいは液圧室となし、この室を
アキユムレータに接続する。横形試験機にも応用
可能であり、また試料も岩石以外種々の材料、た
とえば金属やコンクリートなどを試料として試験
する試験装置にも適用できる。さらにＺ方向は引
張負荷とし、Ｘ，Ｙ方向を圧縮負荷とするような
試験にも適用できる。

Ｇ 考案の効果 本考案は以上のように構成したから、Ｘおよび
Ｙ方向負荷機構をＺ方向負荷軸芯から確実に退避
させることができ、安全かつ容易にテーブル面な
どの清掃を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を油圧回路と共に示
す構成図、第２図は第１図−面図、第３図は
支承装置を示す縦断面図、第４図ａ，ｂは従来の
試験装置の一例を示しａはｂのＡ−Ａ面図、ｂは
正面図である。 １……試験機本体、２……Ｘ方向負荷機構、３
……Ｙ方向負荷機構、４……フレーム、５……支
承装置、６……油圧装置、５２……車輪、５３…
…ばね押え盤、５４……支持ばね。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 試験機本体のテーブルとクロスヘツドとを相対
   的に変位させて試料にＺ方向より負荷するＺ方向
   負荷機構と、前記Ｚ方向に垂直な平面内で試料に
   Ｘ方向より負荷するＸ方向負荷機構と、Ｘ方向と
   直行するＹ方向で試料に負荷するＹ方向負荷機構
   にて試料に三軸方向から負荷を与える試験装置に
   おいて、前記ＸとＹ両負荷機構を保持し、かつ前
   記テーブル上に支承されたフレームと、このフレ
   ームをＺ方向負荷軸芯に対して退避させる移送機
   構を具備したことを特徴とする三軸試験装置。